Étant donné que les propriétés chimiques de l'interface de source d'énergie électrochimique avec l'électrode / électrolyte est étroitement liée à, impliquant le transfert de charge, le transport ionique, transformation et analogues pour générer le saut de phase, une compréhension en profondeur des processus de l'appareil d'interface à l'échelle nanométrique important pour la conception et l'optimisation des matériaux Pourtant système énergétique environnement de fonctionnement est très complexe, impliquant un environnement exempt d'oxygène anhydre, les systèmes d'électrolytes liquides organiques / ioniques, l'interface multi-phase, la réaction d'électrons multiples, etc. Par conséquent, le développement de la cible in situ complexe système d'imagerie à haute résolution interfaçage électrochimique le procédé, afin de réaliser un suivi en temps réel de la réaction électrochimique et analyse in situ, est l'un des défis et des difficultés de l'analyse chimique de l'électricité.
Institut de chimie de laboratoire moléculaire Nanostructures et Institut de nanotechnologie Wen groupe de recherche Rui dédié à la recherche dans l'interface procédé électrochimique in situ série de la batterie au lithium et a fait des progrès. Dans des travaux antérieurs, ils utilisent in situ sous atmosphère d'argon microscope à force atomique (l'AFM), le liquide ionique 'BMP' + « FSI'- représenté, la capture sur les batteries au lithium-ion à l'échelle nanométrique hautement orientées graphite pyrolytique (HOPG) surface de la couche d'interface d'électrolyte solide (SEI) de la nucléation initiale , série de l'étape de croissance et l'évolution de la formation du film, et les propriétés d'interface liquides ioniques divulgués films boréals et la corrélation avec les performances de la batterie. publiée dans l'ACS Applied Materials et interfaces connexes.
En outre, les chercheurs ont effectué une série d'études avec une haute densité d'énergie théorique (2600 Wh / kg) de la batterie au lithium-soufre réaction électrochimique interfaciale. AFM et la caractérisation électrochimique en utilisant une analyse spectrale pour obtenir une réduction dans le procédé de charge-décharge de produit du soufre au lithium le sulfure de lithium et le sulfure de lithium in situ à travers l'évolution de la morphologie de l'interface de contrôle et de croissance / processus de dissolution (Fig. 1), et le sulfure de lithium proposé agrégation irréversible au cours du cyclage réaction interfaciale de l'électrode est passivée et la cause de la dégradation des performances de la batterie une raison pour laquelle des études d'imagerie in situ montrent que, à un contrôle courant constant, la densité de courant affectent la taille et le type de morphologie d'interface sédiments, intuitive révéler la structure - liée association performance, publiée dans Angewandte Chemie international Edition ..
Récemment, les chercheurs ont exploré en outre AFM électrochimique à haute température des batteries lithium-soufre dans le comportement de l'interface électrolyte de base LiFSI et mécanisme de réponse (Fig. 2). Trouvé qu'à des températures élevées de 60 ° C, l'interface cathode / électrolyte dans la décharge sera formé in situ au cours de la couche d'interface fonctionnelle faite d'un film LiF de nanoparticules, la taille et par effet adsorption physique et le piégeage chimique des polysulfures de lithium à longue chaîne dans l'électrolyte. ce procédé est avantageux dans la suppression des effets de la navette polysulfure et les réactions secondaires, et pour améliorer la réversibilité de l'interface de la réaction électrochimique. cette étude a analysé par la caractérisation in situ et le mécanisme fournit une interface directe est un comportement électrochimique à haute température à l'échelle nanométrique interprété aussi que la conception de la batterie au lithium-soufre d'électrolyte et la performance de Ascension fournit des conseils et des idées.Les résultats pertinents sont publiés sur Angewandte Chemie International Edition.
La recherche a été soutenue par le ministère de la Science et de la Technologie, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine et l'Académie chinoise des sciences.
